SU1577021A1 - Шестифазный двухтактный преобразователь с искусственной коммутацией - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразовател м (П) с искусственной коммутацией. Цель изобретени  - повышение надежности, улучшение массогабаритных и энергетических показателей П. В шестифазном двухтактном вентильном П наличие двух коммутирующих обмоток (КО), расположенных на четвертом и п том стержн х преобразовательного трансформатора (Т), соединенных последовательно, и коммутирующего конденсатора, соединенного параллельно с управл емым дросселем (УД), позвол ет автоматически поддерживать работу П в двойном трехфазном режиме с искусственной коммутацией при отсутствии третичных обмоток на основных стержн х и малых коммутирующих токах из-за симметричного расположени  КО. В результате этого улучшаютс  его массогабаритные и энергетические показатели. Дл  поддержани  такого режима при изменении тока нагрузки П пропорционально ему будет измен тьс  индуктивность УД. При пробое вентил  или при внутренних повреждени х Т в П возникает ограничение аварийных токов за счет применени  п тистержневого Т с полуразв занной магнитной системой, у которого сопротивление нулевой последовательности соизмеримо с сопротивлением намагничивани  Т, что позвол ет выбрать меньшее количество вентилей и тем самым повысить его надежность. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразовател м с искусственной коммутацией.

Цель изобретени  - повышение надежности , улучшение массогабаритных и энергетических показателей.

На чертеже представлена принципиальна  схема устройства.

Преобразователь содержит трехфазный п тистержкевой прсобразовательный трансформатор 1 с сетевыми обмотками 2-4 и вентильными обмотками 5-7, включенными между входными выводами двух трехфазных вентильных мостов, собранных на вентил х 8-19, катоды которых объединены в общую точку и образуют положительный выходной вывод 20 преобразовател , а аноды также объединены в общую точку и образуют отрицательный выходной вывод 21 преобразовател . Коммутирующие обмотки 22

и 23 расположены на четвертом и п том стержн х и включены последовательно. На их выходные выводы подключен ком- Йцгтируклций конденсатор 24, соединен- ный параллельно с управл емым дросселем 25, имеющим рабочие обмотки 26 и 27, задающую обмотку 28 управлени , подключенную к стабилизированному источнику посто нного напр жени  через iпотенциометр 29, и управл ющую обмотку 30, подключенную к выходу трехфазного датчика тока. Трехфазный датчик тока выполнен на трех трансформаторах 31-33 тока, первичными обмотка- ми каждого из которых  вл ютс  шины вентильных обмоток, а вторичные обмотки соединены в звезду и подключены к выводам переменного тока диодного трехфазного моста 34, к выводам посте  нного тока подключен потенциометр 35

ЛОЛЗУНОК КОТОРОГО Я ШЯеТСЯ ВЫХОД1 ЫМ

выводом 36 датчика тока.

Ппеобразователъ работазт следую- .дкм образом.

При нормальной работе шестифазного двухтактного преобразовател  вступают в параллельную работу два трехфазных мостовых выпр мител , собранных на вентил х 8-13 и 14-19. При параллель- ной работе мостов устанавливаетс  выпр мленное напр жение, величина которого  вл етс  средней между мгновенными значени ми фазных напр жений поочередно встречно-параллельно работаю щих вентильных обмоток 5-7. Разность мгновенных значений фазных напр жений вентильных обмоток составл ет напр жение тройной частоты и треугольной фор мы с амплитудой, равной половине амплитуды фазного напр жени  вентильной обмотки. Под действием этого напр жени  по вентильным обмоткам 5-7 параллельно работающих фаз будет протекать уравнительный ток тройной час- тоты, который будет создавать потоки нулевой последовательности. Эти потоки будут замыкатьс  по четвертому и п тому стержн м, имеющим сечение, равное 15-20% сечени  основных стержней . Наличие боковых стержней создает симметрию напр жений на вентильных обмотках, что приводит к некоторому уменьшению уравнительного тока в преобразователе . Потоки нулевой последовательности в коммутирующих обмотках 22 и 23 будут наводить ЭДС тройной частоты. Сумма этих ЭДС будет приложена к Коммутирующему конденсатору 24 и

, g г Q

s

д ,, д дс 0

5

параллельно включенному управл емому дросселю 25. При соответствующем выборе чисел витков коммутирующих обмоток 22 и 23, параметров коммутирующего конденсатора 24 и управл емого дроссел  25 можно создать такой опережающий ток в коммутирующих обмотках , который будет трансформироватьс  на вентильные обмотки 5-7 трансформатора 1, и тем самым позвол ет работать преобразователю с полной компенсацией реактивной мощности или даже с возвратом ее в питающую сеть в широком диапазоне изменени  нагрузки. При малых токах нагрузки индуктивность рабочих обмоток 26 и 27 управл емого дроссел  25 наибольша , а при возрастании тока нагрузки преобразовател  сигнал с трехфазного датчика тока,поступающий на управл ющую обмот- ху 30, будет уменьшать индуктивность управл емого дроссел . При этом будет регулироватьс  зкаче i:e ксммутирукш е- го тока в коммутирующих обмотках 22 и 23 и тем самым автоматически будет поддерживатьс  соответствующий уровень компенсации реактивной мощности и двойной трехфазный режим работы преобразовател . Трехфазный датчик тока выполнен на основе трех однофазных трансформаторов 31-33 тока и трехфазного диодного моста 34, нагруженного на потенциометр 35. Первичными обмотками трансформаторов 31-33 тока  вл ютс  шины вентильных обмоток 5-7. Сигнал с выхода датчика тока поступает на управл ющую обмотку 30 управл емого дроссел  пропорционально току нагрузки преобразовател . В аварийных режимах, например при пробое вентил  в одном из плеч преобразовател , возникает однофазное короткое замыкание . Однако здесь происходит ограничение аварийных токов, так как в аварийном контуре оказываетс  б ольшое сопротивление нулевой последовательности x,j0, соизмеримое с сопротивлением намагничивани  х,, трансформатора , благодар  наличию четвертого и п того стержней в магнитопроводе, по которым замыкаютс  потоки нулевой последовательности.

Исход  из вышеизложенного, основными технико-экономическими преимуществами предлагаемого преобразовател   вл ютс  повышение надежности за счет ограничени  аварийных токов при пробое вентил  в любом из плеч двух раз5157

несенных трехфахных мостов. При этом в аварийном контуре оказываетс  боль- шое индуктивное сопротивление нулевой последовательности вентильной обмотки х«о обусловленное потоками нулевой последовательности, замыкающимис  по магнитопроводам четвертого и п того стержней трансформатора, и амплитуда установившегос  аварийного тока в предлагаемом объекте определ етс  выражением

Em

т 2 . 1

3ХК+3ХИ°

где значение х,, намного больше, чем xso , обусловленное потоками рассе ни  что имеет место в известном преобразователе , т.е.

Благодар  ограничению аварийных токов в предлагаемом преобразователе, суммарна  установленна  мощность вентилей выбираетс  примерно на 20% меньше ,чем в известном преобразователе, что также способствует улучшению его массогабаритных показателей.

Улучшаютс  массогабаритные и энергетические показатели преобразовател  за счет снижени  мощности преобразовательного трансформатора и сниже- ни  мощности коммутирующего устройства , так как по коммутирующим обмоткам протекает ток намного меньше,чем в известном устройстве. Снижение мощности преобразовательного трансформатора происходит за счет исключени  третичных обмоток преобразовательного трансформатора в известном устройстве, по которым протекает ток, равный 1-3 тока нагрузки преобразовател , а также за счет лучшего использовани  трансформатора , так как предлагаемый преобразователь работает в двойном трехфазном режиме.

,

5

0

0 5 0

16

Типова  мощность трансформатора в предлагаемом преобразователе примерно на 12% ниже, чем в известном.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Шестифазный двухтактный преобразователь с искусственной коммутацией, содержащий трехфазный преобразовательный трансформатор, обмотки которого расположены на четырех основных стержн х магнитопровода, при этом сетевые обмотки соединены в звезду, два трехфазных вентильных моста, между входами переменного тока которых вклю- , чены вентильные обмотки, а выходы посто нного тока объединены, образу  выходные выводы, трехфазный датчик тока, первичными обмотками каждого из которых  вл ютс  шины вентильных обмоток, а вторичные обмотки соединены в звезду и через трехфазный диодный мост подключены к потенциометру, ползунок которого  вл етс  выходным выводом датчика тока, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , улучшени  массогабаритных и энергетических показателей, магнитопро- вод трансформатора снабжен дополнительным п тым стержнем, при этом четвертый и п тый стержни выполнены с сечением 15-20% каждый от сечени  трех основных стержней, причем на дог полнительиых стержн х расположены последовательно включенные коммутирующие обмотки, подключенные на коммутирующий конденсатор, параллельно которому подключен управл емый дроссель , задающа  обмотка управлени  которого подключена к стабилизированному источнику посто нного напр жени , а управл юща  обмотка подключена к выходу трехфазного датчика тока.